焊接機(jī)器人在高速列車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

隨著智能制造計(jì)劃的推進(jìn)， 工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)飛速發(fā)展。焊接機(jī)器人幾個(gè)趨勢(shì)和技術(shù)1、機(jī)器人性能價(jià)格比：機(jī)器人性能不斷提高(高速度、、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格不斷下降。實(shí)際上， 近年來(lái)我國(guó)每年新裝機(jī)器人的臺(tái)套數(shù)都在以 50％/ 年的速度在增長(zhǎng)。隨著機(jī)器人售價(jià)的降低和人工成本的增加， 使用機(jī)器人所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越驅(qū)動(dòng)企業(yè)使用機(jī)器人進(jìn)行焊接。另一方面， 機(jī)器人的性能大幅提高，經(jīng)過(guò)了幾十年的積累， 機(jī)器人廠商已經(jīng)能夠針對(duì)不同的產(chǎn)品形式提供成套的設(shè)備， 包括機(jī)器人本體、變位機(jī)、 離線(xiàn)編程系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)等， 大大降低了用戶(hù)使用機(jī)器人的難度。

在高速列車(chē)生產(chǎn)中， 北車(chē)集團(tuán)已經(jīng)采用多套機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行鋁合金車(chē)體的焊接， 其轉(zhuǎn)向架的焊接已經(jīng)可用焊接機(jī)器人來(lái)完成。對(duì)于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對(duì)于容量較大的變壓器，工業(yè)上已經(jīng)開(kāi)始采用逆變技術(shù)把50Hz工頻交流變?yōu)?00～700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。由于復(fù)雜的形狀和嚴(yán)格的質(zhì)量要求， 轉(zhuǎn)向架是另一種采用弧焊很難焊接的工件。為了獲得規(guī)定的熔透， 焊縫的定位要求非常關(guān)鍵。采用裝有視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人已用于焊接這些工件， 其中所用的機(jī)器人帶有焊接參數(shù)自適應(yīng)控制的功能。

可以預(yù)見(jiàn)， 在高速列車(chē)生產(chǎn)中采用機(jī)器人焊接無(wú)疑可以提高產(chǎn)品質(zhì)量， 為實(shí)現(xiàn)智能制造奠定基礎(chǔ)。

由于所設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人是在準(zhǔn)平面、空間狹窄的環(huán)境下工作，為了保證機(jī)器人能根據(jù)電弧傳感器的偏差信息，跟蹤焊縫自動(dòng)焊接，要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人應(yīng)該結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)靈活且工作穩(wěn)定．文中針對(duì)狹窄空間特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一種小型移動(dòng)焊接機(jī)器人，根據(jù)機(jī)器人各結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，把機(jī)器人機(jī)構(gòu)分為輪式移動(dòng)平臺(tái)、焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和電弧傳感器三部分。在汽車(chē)行業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3：2，而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。其中，輪式移動(dòng)平臺(tái)由于其慣性大，響應(yīng)慢，主要對(duì)焊縫進(jìn)行粗跟蹤，焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)焊縫跟蹤，電弧傳感器完成焊縫偏差實(shí)時(shí)識(shí)別．另外，機(jī)器人控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成安裝于機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)上，使其體積更小。同時(shí)，為了減少惡劣焊接環(huán)境下粉塵對(duì)運(yùn)動(dòng)部件影響，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，提高其系統(tǒng)可靠性[1]。

果工件在整個(gè)焊接過(guò)程中無(wú)需變位，就可以用夾具把工件定位在工作臺(tái)面上，這種系統(tǒng)既是不過(guò)的了。但在實(shí)際生產(chǎn)中，更多的工件在焊接時(shí)需要變位，使焊縫處在較好的位置（姿態(tài)）下焊接。對(duì)于這種情況，變位機(jī)與機(jī)器人可以是分別運(yùn)動(dòng)，即變位機(jī)變位后機(jī)器人再焊接；也可以是同時(shí)運(yùn)動(dòng)，即變位機(jī)一邊變位，機(jī)器人一邊焊接，也就是常說(shuō)的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)復(fù)合，使焊槍相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)既能滿(mǎn)足焊縫軌跡又能滿(mǎn)足焊接速度及焊槍姿態(tài)的要求。編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過(guò)程中不斷檢驗(yàn)和修改，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會(huì)形成一個(gè)好程序。實(shí)際上這時(shí)變位機(jī)的軸已成為機(jī)器人的組成部分，這種焊接機(jī)器人系統(tǒng)可以多達(dá)7-20個(gè)軸，或更多。的機(jī)器人控制柜可以是兩臺(tái)機(jī)器人的組合作12個(gè)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。其中一臺(tái)是焊接機(jī)器人、另一臺(tái)是搬運(yùn)機(jī)器人作變位機(jī)用。

自動(dòng)焊接機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編輯1. 機(jī)械裝置

點(diǎn)焊機(jī)系統(tǒng)由機(jī)械裝置、供電裝置、控制裝置三大部分組成。為了適應(yīng)焊接工藝要求，加壓機(jī)構(gòu)（焊鉗）采用了雙行程快速氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)切換行程控制手柄改變焊鉗開(kāi)口度，可分為大開(kāi)和小開(kāi)來(lái)滿(mǎn)足焊接操作要求。從經(jīng)營(yíng)角度看，設(shè)備的購(gòu)入與產(chǎn)出平衡對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，加之市場(chǎng)的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對(duì)縮短。通常狀態(tài)為焊鉗短行程張開(kāi)，當(dāng)把控制按鈕切換到“通電”位置,扣動(dòng)手柄開(kāi)關(guān)則焊鉗夾緊加壓，同時(shí)電流在控制系統(tǒng)控制下完成一個(gè)焊接周期后恢復(fù)到短行程張開(kāi)狀態(tài)。